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1、10申请公布号CN102082007A43申请公布日20110601CN102082007ACN102082007A21申请号201010625088822申请日2010113009306154720091130EPH01B12/02200601H01B12/1220060171申请人尼克桑斯公司地址法国巴黎72发明人弗兰克施米特74专利代理机构北京市柳沈律师事务所11105代理人王冉54发明名称超导电缆57摘要本发明公开一种超导电缆，其具有中心超导导体1、围绕的电介质3以及围绕的超导反向导体4。中心导体1由配备了超导材料的单一带状物形成为管，该管具有纵向延伸的狭缝2，在狭缝2处，带状物的两个。
2、边缘相互抵接。由半导体材料制成的带状物14以至少一层缠绕中心导体1。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图1页CN102082013A1/1页21一种超导电缆，具有中心超导电导体1、围绕中心超导电导体1的电介质3以及设置在电介质3上的超导反向导体4，其特征在于中心导体1通过已知方法由带状物6形成，该带状物配备了超导材料，带状物6关于一管沿纵向延伸，所述管具有沿轴向延伸的狭缝2，在该狭缝处，带状物6的两个边缘相互倚靠，以及至少一层半导体材料带状物14缠绕中心导体1。2根据权利要求1所述的电缆，其特征在于反向导体4也由带状物形成，该。
3、带状物配备了有超导材料，其关于一管沿着纵向延伸，所述管具有沿轴向延伸的狭缝2，在该狭缝处，该带状物的两个边缘相互倚靠。3根据权利要求所述2的电缆，其特征在于反向导体4的狭缝5由焊接封闭。4根据权利要求1至3其中一项所述的电缆，其特征在于REBCO用作超导材料。5根据权利要求4所述的电缆，其特征在于YBCO用作超导材料。权利要求书CN102082007ACN102082013A1/4页3超导电缆技术领域0001本发明涉及一种超导电缆，其具有中心超导电导体、围绕中心超导电导体的电介质以及设置在电介质上的超导反向导体。背景技术0002诸如此类的电缆公开于EP0830694B1中。0003现代技术中，。
4、超导电缆具有由合成材料构成的电导体，该合成材料包含在足够低的温度下能够转变成超导态的陶瓷材料。如果不超过特定电流值且具有足够的冷却剂，则相应构造的导体的直流电阻是零。作为实例，合适的陶瓷材料是掺杂了稀土元素的材料，其通常被称为REBCO稀土钡铜氧化物，特别是包含YBCO钇钡铜氧化物。这些超导材料的另一实例比如是BSCCO铋锶钙铜氧化物。将上述材料转变为超导态的温度例如为67K和110K之间。合适冷却剂例如是氮、氦、氖和氢或者这些物质的混合物。0004DE19724618A1描述了一种超导体，其由波状金属管构成，由纵向焊缝焊接，且具有基于陶瓷材料的超导层。超导体的壁由金属支撑体构成，金属箔借助于。
5、粘附促进剂设置在金属支撑体上，并且，金属箔配备有超导层。0005本文开始部分引用的EP0830694B1中公开了一种超导交流电缆，其具有正向导体和反向导体，它们相对于彼此同心设置。所述两种导体都具有由多个导体层构成的导体设置形式。为了制造正向导体，多个单独的超导导体层以预定角度围绕圆柱支撑体缠绕。足够径向尺寸的电介质施加到完成缠绕的正向导体上，而围绕电介质并通过缠绕多个单独的超导导体层而设置反向导体。这种公知的电缆的制造过程复杂。对于所使用的材料来说，其具有较大径向尺寸，并需要相对应的较大的低温恒温器，在低温恒温器中电缆设置成作为超导电缆操作，冷却剂流过该低温恒温器。发明内容0006本发明的目。
6、的在于改进本文开始部分所描述的电缆，从而能更容易地借助更简单的设计来制造电缆。0007上述目的通过专利权利要求1中描述的特征得以实现。0008在这种电缆中，被认为是超导正向导体的中心导体由单层管构成，该单层管纵向延伸地由配备有超导材料的带状物形成。管本身足够坚固，所以不需要供中心导体用的单独支撑体。其本身只由一层构成，这取决于带状物的厚度，所以使其径向尺寸保持较小。这对于电介质是有好处的，因为与公知电缆相比，可以将电介质的整体径向尺寸缩小。围绕导体并由半导体材料构成的带状物使导体稳固，并避免可能由存在于与导体的狭缝相邻处的边缘引起的介电问题。这会导致形成包含了反向导体的超导电缆总体上紧凑，径向。
7、尺寸较小，且因此可以使用较少的材料。而支撑电缆的低温恒温器的尺寸也有利地同样具有较小尺寸与常规低温恒温器相比。0009反向导体同样可有利地由纵向延伸的配备有超导材料的带状物构成，该带状物形说明书CN102082007ACN102082013A2/4页4成单层管。当反向导体为闭合管的形式时，沿纵向延伸的狭缝的焊接可以具有另一优势，就是低温恒温器中移动的反向导体外的冷却剂与电介质的有效隔离。因此，能够以独立于冷却剂压力的简单方式将电介质中提供的浸渍剂的压力保持不变，由此电介质的介电特性也保持不变。0010对于形成中心导体以及可能形成反向导体的带状物，优选将REBCO用作超导材料。特别有利的是使用Y。
8、BCO作为这些超导材料中的一种。附图说明0011附图中示出了本发明主题的示例性实施例，其中0012图1示出根据本发明的超导电缆的横截面图。0013图2示出制造图1中所示的电缆的导体的装置的示意图。0014图3示出沿着图2中的IIIIII线的电缆的放大截面图。0015图4示出根据图2和3中所示的结构改进的导体的一个实施例。具体实施方式0016图1中以截面图形式示出的超导电缆具有中心导体正向导体1，其为单层管形式。导体1由预定宽度的其上配备了超导材料的纵向延伸的带状物形成，从而形成具有狭缝2的管，该狭缝2沿纵向延伸，在狭缝2上，带状物的两个边缘相互倚靠。优选将REBCO，更有利地优选YBCO，用作。
9、超导材料。为了将其制造得坚固，用带状物14围绕导体1，如图4所示，带状物14由半导体材料构成，且至少一层带状物14缠绕导体1。为了清楚起见，带状物14并未在图1中示出。0017本身已知的电介质3位于导体1上或者位于围绕导体1的带状物14上，而超导反向导体4又围绕电介质3。根据需要设计反向导体4。不过，同样有利地是，反向导体4为配备有超导材料的单层管形式，并形成为关于具有狭缝5的一管纵向地延伸，所述狭缝5沿纵向延伸，在该狭缝5处带状物的两个边缘相互倚靠。反向导体4的材料有利地与导体1采用的超导材料相同。反向导体4中的狭缝5可有利地通过焊接而封闭，因此形成了闭合管。诸如此类的管例如以下列步骤制造如。
10、图2中所示0018预定宽度并配备了超导材料的带状物6从卷轴7中抽取出来，并沿着箭头8的方向通过成形装置9，其中成形装置9借由两个滚筒10和11而示意性地表示。具有纵向狭缝的管在成形装置中形成，在狭缝处，带状物6的两个边缘相互倚靠。在焊接单元12中封闭狭缝，焊接单元12沿着取出的方向设置。随后形成了如图3中所示的被焊缝13封闭的管，作为反向导体4。0019可在电介质3中利用常规技术提供加压的浸渍剂。相同地，相应于反向导体4的设计，利用常规技术使冷却剂在压力下穿过围绕的低温恒温器。冷却剂或浸渍剂的压力下降有害地影响电介质3的介电特性，由此导致导体1和反向导体4之间的飞弧，损坏电介质3。如果以上述方。
11、式如图1中所示的用于超导电缆的封闭管设计反向导体4，则电介质3被封闭在外面。随后可以独立于外部冷却剂而使用常压的浸渍剂，由此使得电介质的介电特性保持不变。0020低温恒温器2中设置至少一个超导电缆1，从而留下空间8供冷却剂有利地是液说明书CN102082007ACN102082013A3/4页5氮流通。超导电缆1的设计是公知的。因此本文中不再赘述。超导电缆1具有至少一个超导导体9以及围绕其的电介质10。0021超导电缆1和低温恒温器2一方面被导电连接，另一方面以气密方式被连接到端盖ENDCLOSURES3和4。电缆1的导电连接和低温恒温器2的气密连接在原理上是公知的，因此不再赘述。0022在端。
12、盖4的区域，设置容纳用于冷却电缆1的冷却剂的储存区11、泵12、阀门13以及压力测量装置14。压力测量装置15设置在端盖3的区域。0023一方面，泵12通过管道16连接到储存区11，另一方面通过管道17连接到端盖4，除此之外还连接到低温恒温器2中的自由空间8。阀门13装配在管道17上。压力测量装置14通过管道18本文中仅示意性表明，且其端部装配了压敏传感器连接到阀门13，且通过电线19连接到低温恒温器2中的自由空间8。而且，其也可电连接至泵12。设置在端盖3区域的压力测量装置15通过管道20仅示意性表明，且其端部装配了压敏传感器连接到低温恒温器2中的自由空间8，且通过电线21连接到阀门13。压。
13、力测量装置15还可电连接到泵12。0024电线19和21也有利地用于将压力测量装置14和15连接到泵12。在图1所示的示例性实施例中，它们连接到电控制单元22，其本身又通过电线连接到阀门13和泵12。0025原则上，对于根据本发明的方法和装置的端盖3中冷却剂的压力的测量来说，这是足够的，因为甚至在正确操作时，在该位置处的压力最低。这意味着装置原则上仅需要压力测量装置15。但是，因为低温恒温器2在紧靠端盖4的附近可能损坏，所以还有利地使用压力测量装置14。0026根据本发明并具有如图1和2所示的装置的制造方法在下文描述。在这种情况下，首选假设仅在端盖3处存在压力测量装置，特别是压力测量装置15。。
14、0027在端盖4处，通过泵12将处于约67K温度的液氮在精确地说例如约20BAR的压力下抽取到低温恒温器2中。在这种情况下，开启阀门13，也就是说氮可经过其而通过。一旦电缆1及其导体9被冷却到实现超导性的温度例如约67K，则将导体9连接到电压源，从而传递电流。氮以例如01M/S至10M/S的速度穿过低温恒温器2并在端盖3处的传送路径的末端传出，从而用于下一次冷却。氮的压力随着距端盖4处的供应点的距离的增加而降低。例如，其不应降到15BAR。适当设定压力测量装置15。0028如果在低温恒温器2中的传送路径中发生泄漏，作为低温恒温器2的机械损坏导致的结果，则氮通过泄漏点从低温恒温器2中泄漏出去。因。
15、此，低温恒温器2中的氮的压力迅速并突然地下降。可以通过压力测量装置15来识别出这种情况。当压力小于15BAR时，通过压力测量装置15发出的信号而关闭阀门13。同时，同样地，通过压力测量装置15发出的电信号来关闭泵12。这就中断了到低温恒温器2中的氮的供应。同时，将电缆1与电压源的连接中断。0029而且，还可以监测低温恒温器2的完整性SOUNDNESS，从而确定例如是否仅是损坏了低温恒温器2的外部管5而没有在低温恒温器2中发生了完全泄漏。为此，对冷有反应的传感器单元可在传送路径的整个长度上装配在低温恒温器2的外部从而作为监测单元。传感器单元可由多个温度传感器构成或由至少一个光波导管构成，它们对发生损坏时从低温恒温器的外部管5或从真空隔离6泄漏的冷有响应。在温度传感器或光波导管中冷使蒸说明书CN102082007ACN102082013A4/4页6发大量增加，且温度传感器或光波导管可同样地通过电线连接到阀门13，并且如果合适的话，也连接到泵12。随后，同样地，它们的信号致使阀门13关闭且致使泵12关闭，从而避免低温恒温器2中的冷却剂的压力不至于降到其下限之下。说明书CN102082007ACN102082013A1/1页7图1图2图3图4说明书附图CN102082007A。